Astronomia: i sistemi binari dal periodo corto possono espellere i pianeti in orbita

I pianeti che orbitano intorno a stelle binarie dal periodo corto possono essere espulsi nello spazio come conseguenza dell’evoluzione delle loro stelle madri, secondo una nuova ricerca dell’University of Washington. I risultati aiutano a spiegare perché gli astronomi hanno individuato pochi pianeti circumbinari – che orbitano intorno a stelle che orbitano l’una intorno all’altra – nonostante abbiano osservato migliaia di stelle binarie a periodo corto.

Esistono diversi tipi di stelle binarie, come le visuali e le spettroscopiche, rinominate a seconda di come gli astronomi possono osservarle. In questo nuovo studio, l’autore principale David Fleming ha studiato le binarie ad eclisse, cioè quelle in cui il piano orbitale è così vicino alla linea di vista dell’osservatore che le due stelle si vedono passare l’una di fronte all’altra.

Quando le binarie ad eclisse orbitano l’una intorno all’altra da vicino, entro 10 giorni o meno, Fleming e i co-autori si sono chiesti se le maree – le forze gravitazionali che l’una esercita sull’altra – hanno conseguenze sul sistema stellare. Fleming ha spiegato: “È proprio quello che abbiamo scoperto. Le forze di marea trasportano il momento angolare dalle rotazioni stellari alle orbite. Rallentano le rotazioni stellari, espandendo il periodo orbitale”.

Questo spostamento del momento angolare fa sì che le orbite non solo si allarghino, ma diventino anche circolari. E su una scala di tempo molto lunga, le rotazioni delle due stelle si sincronizzano e mostreranno sempre la stessa faccia all’altra.

L’orbita stellare in espansione “circonda i pianeti che in origine erano sicuri e che poi non lo saranno più, venendo espulsi dal sistema”, spiega Rory Barnes, professore assistente di astronomia e co-autore dello studio. E l’espulsione di un pianeta in questo modo può disturbare le orbite di altri pianeti in una specie di effetto domino, che alla fine espelle anche loro dal sistema. A rendere più complicato questo scenario, vi è la regione di instabilità, ossia la regione creata dalle attrazioni gravitazionali delle due stelle in cui gli oggetti vengono espulsi dal sistema.

Applicando il loro modello a sistemi di stelle binarie a periodo corto conosciuti, Fleming e colleghi hanno scoperto che l’evoluzione delle stelle binarie rimuove almeno un pianeta nell’87% dei sistemi circumbinari con più pianeti. E questa è probabilmente una stima conservativa: Barnes ha dichiarato che il numero potrebbe arrivare al 99%.

Secondo i ricercatori, i rilevamenti o i mancati rilevamenti di pianeti circumbinari intorno a stelle binarie a periodo corto forniranno i migliori test osservazionali indiretti del processo.